Ысаша теориялы кіріспе.

ЛАБОРАТОРИЯЛЫ ЖМЫС

РЕЗИСТИВТІК СЫМНЫ МЕНШІКТІ КЕДЕРГІСІН АНЫТАУ

 

Жмысты масаты: резистивтік сымны меншікті электр кедергісін екі трлі діспен токты жне кернеуді дл лшеу арылы анытау жне сымны андай заттан жасаланын крсету.

рал-жабдытар: сымны меншікті кедергісін анытауа арналан ондыры, вольтметр, ампереметр, сызыш, траты ток кпірі.

 

ысаша теориялы кіріспе.

Г.Омны тізбекті бір блігі шін таайындаан тжірибелік заы бойынша біртекті

металлл ткізгіште аатын І ток кші ондаы U кернеуді тсуіне тура сымныкедергісіне кері пропорционал болады:

(1)

мндаы -кернеу, лшемі вольт /В/, ол ткізгіш штарындаы потенциалдар айырымына те.

R ткізгішті электрлік кедергісі, оны лшемі – Ом. І Ом сымны штарындаы кернеу ІВ боланда, одан ІА-а те ток жретін сым кедергісіне те физикалы шама.

Кедергіні шамасы ткізгіш млшеріне жне жасалан затыны асиеттеріне байланысты. Біртекті цилиндр формалы ткізгіш кедергісі мына формуламен аныталады:

(2)

мндаы - ткізгіш зындыы, S - ткізгішті клдене имасынын ауданы, - ткізгіш материалыны асиетіне байланысты меншікті электрлік кедергі деп аталатын коэффициент. Меншікті кедергіні СИ жйесіндегі лшемі [Ом.м]. Тжірибеде затты меншікті кедергісін, кбіне, лшейді, яни =1м, те болуы керек.

ткізгішіті электронды теориясы бойынша /2/ формуланы былайша тсіндіруге болады. ртрлі заттардан жасалан ткізгіштерді атомды рылысы бірдей болмайды. Оларды айырмашылыы о зарядталан ядроны айналып озалушы электрондарды саныны р трлілігінде ана емес, сонымен атар, осы электрондарды энергетикалы дегейде блінуіне, валенттік электрондарды санына байланысты.

Материалыны табиатына арай олардаы бос электрондарды сандары да р трлі екендігі белгілі. ткізгіштегі ток кші осы бос электрондарды санына байланысты, демек, кедергі де соан байланысты болады. Егер млшерлері жне штарындаы кернеулері бірдей р трлі материалдан жасалан екі ткізгіш арылы бір лшем уаыт аралыында саны бірдей емес электрондар тсе, онда озалушы электрондар саны аз болан ткізгішті кедергісі кп болады.

Сйтіп, ткізгіш кедергісі оны затына байланысты болады, бл (1) формулада коэффициентімен ескеріледі.

Электр тогы дегеніміз ткізгіш бойымен электрондарды баытталан озалысы боландытан, ткізгіш зындыы артан сайын оны о иондары мен атомдарыны жылулы тртіпсіз озалысыны электрондарды баытталан озалыстарына кедергісі артады, сондытан да R ткізгіш зындыына / l / тура пропорционал болады.

ткізгішті клдене имасыны ауданы /S/ артан сайын оны белгілі зынды блігіне келетін бос электрондарды саны да ратады, сондытан ткізгіш штарына осылан кернеу кші мол ток тудырады, яни осы блікті кедергісі азаяды, басаша аудана S- кері пропорционал болады.

Меншікті кедергіге -а кері шаманы:

затты ткізгіштік коэффициенті немесе затты ткізгіштігі дейді. Кпшілік металдар шін оларды меншікті кедергісі температураа байланысты жуытап мынадай сызыты за бойынша седі:

мндаы -нль градустаы меншікті кедергі, - цельсий шкаласы бойынша алынан температура, те коэффициент.

Абсолют температураа /Кельвин шкаласы бойынша/ кшсек, жоарыдаы тедеу былай жазылады:

 

1-сурет

Температура тмендеген кезде бл задылы орындалмайды. 1-суретті араыздар: Кпшілік жадайларда -ны Т-а байланыстылыы исыпен кескінделеді. алды меншікті кедергі металды тазалыына жне лгіні алды механикалы кернеуіні барлыына байланысты. Сондытан да металды «кйдіргеннен» /ыздыраннан/ кейін оны азаяды. 1 исы. 1 сурет.

Идеал дрыс кристалды торы бар абсолют таза металды температурасы нольге Т=0 те боланда, меншікті кедергісі де ноль =0 болады.

Кптеген металдар жне оспалар шін кедергілері секірмелі трде нольге айналады. Ттенше ткізгіш - деп аталатын (2 исы. 1 сурет), бл былысты сынап шін алаш рет голландиялы алым Каммерлинг-Онес 1911 жылы ащан. Кейіннен бл былыс орасын, алайы, мырыш, т.б. металдар жне металл оспаларында болатындыы аныталан. рбір ттенше ткізгіш шін оны зіне ана тн ттенше ткізгіштік кйге ауысатын кризистік деп аталатын температурасы болады.

Ттенше ткізгішке магнит рісімен сер етсе, оны ттенше ткізгіштік кйі бзылады. Осы ттенше ткізгіштік кйді бзатын /жоалтатын/ рісті кризистік шамасы нольге те болады, Т = болса жне температура одан рі тмендесе бл шама артады.

Ттенше ткізгіштікке теориялы трыдан толы тсініктемені 1958 жылы совет физигі академик Н.М.Боголюбов жне оны ызметкерлері берген.

азіргі уаытта алыпты температура кезінде ттенше ткізгіш жасау баытында алдыы атарлы елдері (Жапония, АШ, ТМД) кптеген зерттеулер жргізілуде.

Ом заы бойынша (1) тедеуден кернеуді жне ток кшін лшеу арылы блікті кедергісін есептеуге болатындыын креміз.